Claims (21)
1. Система формирования изображения, содержащая:1. An imaging system comprising:
сканер магнитно-резонансной визуализации, включающий в себя, по меньшей мере, главный магнит (20) и градиентные катушки (28) магнитного поля, размещенные в или на корпусе (12, 18) сканера, который получает пространственно кодированные магнитные резонансы в области (14) формирования изображения;a magnetic resonance imaging scanner, which includes at least a main magnet (20) and gradient coils (28) of a magnetic field located in or on the housing (12, 18) of the scanner, which receives spatially coded magnetic resonances in the region (14 ) image formation;
множество твердотельных радиационных детекторов (50, 50', 50"), размещенных в или на корпусе сканера и скомпонованных так, чтобы детектировать гамма-лучи, излучаемые из области формирования изображения;a plurality of solid state radiation detectors (50, 50 ', 50 ") disposed in or on the scanner body and arranged to detect gamma rays emitted from the image forming region;
обработку (52, 54, 58, 60, 62) позитронно-эмиссионной томографии со способностью определения времени пролета (ПЭТ ВП), сконфигурированную, чтобы определять локализованные линии откликов на основании (i) местоположений, по существу, одновременных обнаружений гамма-лучей, выводимых твердотельными радиационными детекторами, и (ii) временного интервала между упомянутыми, по существу, одновременными обнаружениями гамма-лучей;processing (52, 54, 58, 60, 62) of positron emission tomography with the ability to determine the time of flight (PET VP) configured to determine localized response lines based on (i) the locations of essentially simultaneous gamma-ray detections output solid state radiation detectors, and (ii) the time interval between said substantially simultaneous gamma ray detections;
обработку (64) реконструкции позитронно-эмиссионной томографии со способностью определения времени пролета (ПЭТ ВП), сконфигурированную, чтобы реконструировать локализованные линии откликов, чтобы произвести изображение ПЭТ ВП; иprocessing (64) reconstruction of positron emission tomography with the ability to determine the time of flight (PET VP), configured to reconstruct localized response lines to produce an image of PET VP; and
обработку (44) реконструкции магнитно-резонансной визуализации (МРВ), сконфигурированную, чтобы реконструировать полученные магнитные резонансы, чтобы произвести изображение МРВ.magnetic resonance imaging (MRI) reconstruction processing (44) configured to reconstruct the obtained magnetic resonances to produce an MRI image.
2. Система формирования изображения по п.1, в которой множество твердотельных детекторов включают в себя матрицу из кремниевых фотоумножителей.2. The imaging system of claim 1, wherein the plurality of solid state detectors include an array of silicon photomultipliers.
3. Система формирования изображения по п.1, в которой твердотельные радиационные детекторы (50, 50', 50") имеют временную разрешающую способность меньше одной наносекунды.3. The imaging system of claim 1, wherein the solid state radiation detectors (50, 50 ', 50 ") have a temporal resolution of less than one nanosecond.
4. Система формирования изображения по п.1, в которой каждый твердотельный радиационный детектор (50, 50', 50") включает в себя:4. The imaging system according to claim 1, in which each solid state radiation detector (50, 50 ', 50 ") includes:
один или более сцинтилляторов (74, 74a, 74b, 741, 742, 743), скомпонованных, чтобы поглощать гамма-лучи, излучаемые из области (14) формирования изображения; иone or more scintillators (74, 74a, 74b, 74 1 , 74 2 , 74 3 ) arranged to absorb gamma rays emitted from the image forming region (14); and
один или более кремниевых фотоумножителей (80, 80', 801, 802, 803), скомпонованных, чтобы детектировать свет, генерируемый одним или более сцинтилляторами, причем каждый кремниевый фотоумножитель включает в себя множество лавинных фотодиодов (90), смещенных в режиме Гейгера.one or more silicon photomultipliers (80, 80 ', 80 1 , 80 2 , 80 3 ) arranged to detect light generated by one or more scintillators, each silicon photomultiplier including a plurality of avalanche photodiodes (90) offset in Geiger.
5. Система формирования изображения по п.4, в которой лавинные фотодиоды (90) скомпонованы в группы, определяющие пиксели (82), причем каждый пиксель выводит аналоговый сигнал, соответствующий комбинации токов, проводимых группой лавинных фотодиодов, определяющих этот пиксель.5. The image forming system according to claim 4, in which avalanche photodiodes (90) are arranged in groups defining pixels (82), each pixel outputting an analog signal corresponding to a combination of currents conducted by a group of avalanche photodiodes defining this pixel.
6. Система формирования изображения по п.4, в которой лавинные фотодиоды (90) скомпонованы в группы, определяющие пиксели (82), и кремниевый фотоумножитель (80, 80', 801, 802, 803) включает в себя:6. The image forming system according to claim 4, in which avalanche photodiodes (90) are arranged in groups defining pixels (82), and a silicon photomultiplier (80, 80 ', 80 1 , 80 2 , 80 3 ) includes:
цифровую схему (100) связанную с каждым лавинным фотодиодом (90), причем в ответ на обнаружение фотона связанным лавинным фотодиодом цифровая схема выполняет цифровой переход;a digital circuit (100) associated with each avalanche photodiode (90), and in response to the detection of a photon by a connected avalanche photodiode, the digital circuit performs a digital transition;
пусковую схему (108, 110), связанную с каждым пикселем (82) и сконфигурированную, чтобы определять временной период интеграции в ответ на обнаружение фотонов лавинными фотодиодами (90) этого пикселя (82); иa trigger circuit (108, 110) associated with each pixel (82) and configured to determine a time period for integration in response to the detection of photons by avalanche photodiodes (90) of that pixel (82); and
цифровую считающую схему (104, 112), связанную с каждым пикселем (82), сконфигурированную, чтобы считать переходы цифровой схемы (100) этого пикселя (82) в течение временного периода интеграции.a digital readout circuit (104, 112) associated with each pixel (82) configured to read the transitions of the digital circuitry (100) of that pixel (82) during the integration time period.
7. Система формирования изображения по п.1, в которой каждый твердотельный радиационный детектор (50', 50") включает в себя:7. The imaging system according to claim 1, in which each solid state radiation detector (50 ', 50 ") includes:
один или более наложенных друг на друга сцинтилляторов (74a, 74b, 741, 742, 743), скомпонованных, чтобы поглощать гамма-лучи, излучаемые из области (14) формирования изображения; иone or more superimposed scintillators (74a, 74b, 74 1 , 74 2 , 74 3 ) arranged to absorb gamma rays emitted from the image forming region (14); and
один или более кремниевых фотоумножителей (80', 801, 802, 803), скомпонованных, чтобы детектировать свет, генерируемый множеством наложенных друг на друга сцинтилляторов;one or more silicon photomultipliers (80 ', 80 1 , 80 2 , 80 3 ) arranged to detect light generated by a plurality of stacked scintillators;
причем обработка (52, 54, 58, 60, 62) ПЭТ ВП сконфигурирована, чтобы учитывать глубину взаимодействия, указываемую тем, какой из множества наложенных друг на друга сцинтилляторов выполнил обнаружение гамма-луча.moreover, the processing (52, 54, 58, 60, 62) of the PET VP is configured to take into account the depth of interaction, indicated by which of the many superimposed scintillators performed the detection of the gamma ray.
8. Система формирования изображения по п.7, в которой один или более кремниевых фотоумножителей (50") включают в себя:8. The imaging system according to claim 7, in which one or more silicon photomultipliers (50 ") include:
кремниевый фотоумножитель (801, 802, 803), соответствующий каждому сцинтиллятору (741, 742, 743), который скомпонован, чтобы детектировать свет, генерируемый этим сцинтиллятором, и не детектировать свет, генерируемый другими сцинтилляторами, причем обработка (52, 54, 58, 60, 62) ПЭТ ВП сконфигурирована, чтобы определять глубину взаимодействия на основании того, какой из кремниевых фотоумножителей выполнил обнаружение гамма-луча.a silicon photomultiplier (80 1 , 80 2 , 80 3 ) corresponding to each scintillator (74 1 , 74 2 , 74 3 ) that is arranged to detect the light generated by this scintillator and not to detect the light generated by other scintillators, and processing ( 52, 54, 58, 60, 62) The PET VP is configured to determine the depth of interaction based on which of the silicon photomultipliers performed gamma ray detection.
9. Система формирования изображения по п.8, в которой, по меньшей мере, один из кремниевых фотоумножителей (801, 802) расположен между своим соответствующим сцинтиллятором (741, 742) и другим сцинтиллятором (742,743) из наложенных друг на друга сцинтилляторов.9. The imaging system of claim 8, in which at least one of the silicon photomultipliers (80 1 , 80 2 ) is located between its respective scintillator (74 1 , 74 2 ) and another scintillator (74 2 , 74 3 ) from superimposed scintillators.
10. Система формирования изображения по п.7, в которой каждый из множества сцинтилляторов (74a, 74b) твердотельного радиационного детектора (50') имеет обнаруживаемые различные оптические характеристики, причем обработка (52, 54, 58, 60, 62) ПЭТ ВП сконфигурирована, чтобы определять глубину взаимодействия на основании детектированной оптической характеристики обнаружения гамма-луча.10. The imaging system according to claim 7, in which each of the plurality of scintillators (74a, 74b) of the solid-state radiation detector (50 ') has detectable different optical characteristics, wherein the processing (52, 54, 58, 60, 62) of the PET VP is configured to determine the depth of interaction based on the detected optical gamma ray detection characteristic.
11. Система формирования изображения по п.1, сверх того, включающая в себя вентильную схему (120), предотвращающую обнаружение гамма-лучей, излучаемых из области (14) формирования изображения, когда работают градиентные катушки (28) магнитного поля.11. The image forming system according to claim 1, furthermore comprising a gate circuit (120) preventing the detection of gamma rays emitted from the image forming region (14) when the magnetic field gradient coils (28) are operating.
12. Система формирования изображения по п.1, дополнительно включающая в себя вентильную схему (120, 122), которая выполняет мониторинг физиологического цикла и предоставляет возможность сбора магнитных резонансов в течение первой части физиологического цикла и обнаружения гамма-лучей, излучаемых из области формирования изображения, в течение второй части физиологического цикла.12. The imaging system according to claim 1, further comprising a valve circuit (120, 122) that monitors the physiological cycle and provides the ability to collect magnetic resonances during the first part of the physiological cycle and detect gamma rays emitted from the image forming region , during the second part of the physiological cycle.
13. Система формирования изображения по п.1, дополнительно включающая в себя вентильную схему (120), которая ретроактивным образом управляет пропусканием, по меньшей мере, одной из обработки (64) реконструкции ПЭТ ВП и обработки (44) реконструкции МРВ на основании одного или более физиологических или визуальных параметров, наблюдаемых во время получения данных изображения.13. The imaging system according to claim 1, further comprising a gate circuit (120) that retroactively controls the transmission of at least one of the PET VP reconstruction processing (64) and the RTM reconstruction processing (44) based on one or more physiological or visual parameters observed during image data acquisition.
14. Система формирования изображения по п.1, в которой радиационные детекторы включают в себя охлаждающую систему (24, 130), соединенную с возможностью теплопередачи с, по меньшей мере, одним из главного магнита (20) и градиентных катушек (28) магнитного поля, причем множество твердотельных радиационных детекторов (50, 50', 50") также соединены с возможностью теплопередачи с системой охлаждения, чтобы охлаждать твердотельные радиационные детекторы.14. The imaging system according to claim 1, in which the radiation detectors include a cooling system (24, 130), coupled with the possibility of heat transfer with at least one of the main magnet (20) and the gradient coils (28) of the magnetic field moreover, many solid state radiation detectors (50, 50 ', 50 ") are also connected with the possibility of heat transfer with a cooling system to cool the solid state radiation detectors.
15. Система формирования изображения по п.1, дополнительно включающая в себя процессор (70) обработки изображения после реконструкции, сконфигурированный, чтобы обрабатывать выбранное одно или оба из (i) изображения ПЭТ ВП и (ii) изображения МРВ.15. The image forming system according to claim 1, further comprising an after-reconstruction image processing processor (70) configured to process the selected one or both of (i) PET VI images and (ii) RTM images.
16. Система формирования изображения по п.15, в которой процессор (70) обработки изображения после реконструкции сконфигурирован, чтобы накладывать друг на друга изображения ПЭТ ВП и МРВ.16. The imaging system according to clause 15, in which the image processing processor (70) after reconstruction is configured to superimpose images of PET VP and MRI on top of each other.
17. Способ формирования изображения, содержащий этапы, на которых:17. An image forming method, comprising the steps of:
из области (14) формирования изображения получают пространственно кодированные магнитные резонансы;spatially encoded magnetic resonances are obtained from the imaging region (14);
детектируют гамма-лучи, излучаемые из области формирования изображения;detecting gamma rays emitted from the image forming region;
определяют локализованные линии откликов на основании (i) местоположений обнаружений, по существу, одновременно детектированных гамма-лучей, и (ii) временного интервала между упомянутыми обнаружениями упомянутых, по существу, одновременно детектированных гамма-лучей;determining localized response lines based on (i) the locations of the detection of substantially simultaneously detected gamma rays, and (ii) the time interval between said discoveries of said substantially simultaneously detected gamma rays;
реконструируют локализованные линии откликов, чтобы произвести изображение позитронно-эмиссионной томографии со способностью определения времени пролета (ПЭТ ВП); иreconstructing localized response lines to produce an image of positron emission tomography with the ability to determine the time of flight (PET VP); and
реконструируют полученные пространственно кодированные магнитные резонансы, чтобы произвести изображение магнитно-резонансной визуализации (МРВ).reconstruct the obtained spatially coded magnetic resonances to produce an image of magnetic resonance imaging (MRI).
18. Способ формирования изображения по п.17, в котором этап обнаружения гамма-лучей имеет временную разрешающую способность меньше одной наносекунды, и на этапе определения локализованных линий откликов локализуют линию откликов на интервале расстояния вдоль линии откликов, соответствующем примерно произведению скорости света на временную разрешающую способность обнаружения.18. The image forming method of claim 17, wherein the gamma ray detection step has a temporal resolution of less than one nanosecond, and at the step of determining localized response lines, the response line is localized over a distance interval along the response line corresponding approximately to the product of the speed of light and the time resolution detection ability.
19. Способ формирования изображения по п.17, в котором этап обнаружения гамма-лучей включает в себя этапы, на которых:19. The image forming method of claim 17, wherein the step of detecting gamma rays includes the steps of:
генерируют вспышку света, соответствующую каждому гамма-лучу; иgenerate a flash of light corresponding to each gamma ray; and
цифровым образом считают фотоны вспышки света, используя множество лавинных фотодиодов (90), взаимосвязанных цифровым образом.photons of a flash of light are digitally counted using a plurality of avalanche photodiodes (90) interconnected digitally.
20. Способ формирования изображения по п.17, дополнительно включающий в себя этап, на котором после реконструкции изображения выполняют обработку, по меньшей мере, одного из (i) изображения ПЭТ ВП и (ii) изображения МРВ, используя алгоритм обработки изображения после реконструкции, сконфигурированный, чтобы действовать либо на изображении ПЭТ, либо на изображении МРВ.20. The image forming method according to claim 17, further comprising the step of processing at least one of (i) PET VP image and (ii) MRI image after reconstruction of the image using the image processing after reconstruction algorithm, configured to act on either a PET image or an MRI image.
21. Система формирования изображения, содержащая:21. An imaging system comprising:
сканер магнитно-резонансной визуализации, включающий в себя, по меньшей мере, главный магнит (20) и градиентные катушки (28) магнитного поля, размещенные в или на корпусе (12, 18) сканера, который получает пространственно кодированные магнитные резонансы в области (14) формирования изображения;a magnetic resonance imaging scanner that includes at least a main magnet (20) and gradient coils (28) of a magnetic field located in or on the housing (12, 18) of the scanner, which receives spatially coded magnetic resonances in the region (14 ) image formation;
множество твердотельных радиационных детекторов (50, 50', 50"), размещенных в или на корпусе сканера и скомпонованных так, чтобы детектировать гамма-лучи, излучаемые из области формирования изображения;a plurality of solid state radiation detectors (50, 50 ', 50 ") disposed in or on the scanner body and arranged to detect gamma rays emitted from the image forming region;
охлаждающую систему (24, 130), соединенную с возможностью теплопередачи с, по меньшей мере, одним из главного магнита (20) и градиентных катушек (28) магнитного поля, чтобы охлаждать, по меньшей мере, одно из главного магнита и градиентных катушек магнитного поля, причем упомянутая охлаждающая система дополнительно соединена с возможностью теплопередачи со множеством твердотельных радиационных детекторов (50, 50', 50"), чтобы охлаждать твердотельные радиационные детекторы;a cooling system (24, 130) coupled to heat transfer with at least one of the main magnet (20) and the gradient coils (28) of the magnetic field to cool at least one of the main magnet and gradient coils of the magnetic field wherein said cooling system is further coupled with a heat transfer possibility to a plurality of solid state radiation detectors (50, 50 ', 50 ") to cool the solid state radiation detectors;
обработку (52, 54, 58, 62) совпадения, сконфигурированную, чтобы детектировать линии откликов на основании местоположений, по существу, одновременных обнаружений гамма-лучей, выводимых твердотельными радиационными детекторами;matching processing (52, 54, 58, 62, configured to detect response lines based on locations of substantially simultaneous gamma ray detections output by solid state radiation detectors;
обработку реконструкции позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), сконфигурированную, чтобы реконструировать линии откликов, чтобы произвести изображение ПЭТ; иpositron emission tomography (PET) reconstruction processing configured to reconstruct response lines to produce a PET image; and
обработку (44) реконструкции магнитно-резонансной визуализации (МРВ), сконфигурированную, чтобы реконструировать полученные магнитные резонансы, чтобы произвести изображение МРВ.magnetic resonance imaging (MRI) reconstruction processing (44) configured to reconstruct the obtained magnetic resonances to produce an MRI image.